(57)【要約】【課題】２本の受けローラで回転支持しながらワークの全長を誘導加熱する、金属筒体の加熱装置において、受けローラを安価で調達容易な金属材料性とし且つ長期耐久性をも具備させるためにワーク−受けローラ間でスパークが生じない装置構成とする。【解決手段】金属筒体１０を水平かつ回転伝動可能に乗載する受けローラ５０，６０と、これらを軸支して回転駆動するローラ駆動装置２５〜２６と、金属筒体１０の全長を誘導加熱する誘導加熱装置２１〜２２とを備えた金属筒体加熱装置４０において、ローラ５０，６０を、金属製の芯部材５１，６１と、軸方向に分割された形態の複数の金属製の短尺スリーブ５２，６２と、その相互絶縁を担うスペーサ５３，６３とで構成する。【選択図】        図１
2005222745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱対象の金属筒体を回転させながら支持する二列構成の受けローラと、この受けローラを回転駆動するローラ駆動装置と、前記金属筒体を全長同時に誘導加熱する誘導加熱装置とを備えた金属筒体の加熱装置において、前記受けローラは、金属製の芯部材に金属製のスリーブが嵌装された構造を有し、そのスリーブは複数体の短尺スリーブに分割されていて、前記芯部材と電気絶縁された状態で且つ短尺スリーブ相互間に隙間を設けた配置形態にて嵌装されている、ことを特徴とする金属筒体の加熱装置。
【請求項２】
前記複数体の短尺スリーブを前記芯部材と電気絶縁する手段は、前記芯部材の外周面または前記短尺スリーブの内周面に施された電気絶縁性の被覆であって、前記短尺スリーブはこの被覆を介して前記芯部材に緊着嵌装されている、ことを特徴とする請求項１記載の金属筒体の加熱装置。
【請求項３】
前記短尺スリーブの内周面にその短尺スリーブの全長に亘るキー溝が設けられており、また、前記芯部材の外周面にはキー部材が植設されていて、前記短尺スリーブは前記キー溝に前記キー部材を突出させることで前記芯部材に対して周方向固定されており、更に、前記短尺スリーブの前記キー溝にキー係合させて短尺スリーブ相互間に配置した電気絶縁性のスペーサによって、短尺スリーブ相互間の前記隙間が維持されている、ことを特徴とする請求項１記載の金属筒体の加熱装置。
【請求項４】
前記芯部材の端部に前記短尺スリーブの脱落を防止するためのストッパーが配設されていることを特徴とする請求項３記載の金属筒体の加熱装置。
【請求項５】
前記スリーブが非磁性金属製であることを特徴とする請求項１記載の金属筒体の加熱装置。
【請求項６】
前記ローラ駆動装置が対地絶縁されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載された金属筒体の加熱装置。
【請求項７】
前記ローラ駆動装置に、前記芯部材の端部を軸支する両端軸受部と、前記芯部材の中間部を軸支する中間軸受部とが、具わっている、ことを特徴とする請求項６記載の金属筒体の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属筒体を軸回転させながら加熱して高温にする金属筒体の加熱装置に関
し、詳しくは、加熱を誘導加熱にて行う金属筒体の加熱装置に関する。
このような金属筒体の加熱装置は、金属筒体を加熱しながら金属筒体内の収容物に遠心力を作用させることができ、例えば金属筒体の内周面に自溶合金被覆を施すのに好適である。
【背景技術】
【０００２】
金属筒体内面に自溶合金の融着被覆を施すに際し、金属筒体内に自溶合金粉末を装入して、金属筒体を軸回転させながら、即ち軸線を中心に金属筒体を回転させながら、金属筒体内の粉末を一度に加熱溶融させる、いわゆる一発方式の施工方法および金属筒体の加熱装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この装置は、金属筒体を高速で軸回転させる筒体支持回転装置と、回転中の金属筒体を一発加熱する誘導加熱装置とを備えたものであり、一発加熱用の誘導子には、金属筒体の円周方向の小区間を金属筒体の全長に亘って誘導加熱する面焼形コイルが採用されている。
【０００３】
金属筒体の全長を誘導加熱する誘導子には鞍形の誘導コイルも多用されており、そのような誘導子２２を装備した金属筒体加熱装置２０の要部を図９（ａ）に示した。この誘導子２２には、金属筒体１０のほぼ全長に亘り金属筒体１０に沿って軸方向に並走する部分が、二本分、含まれている。また、金属筒体加熱装置２０における筒体支持回転装置は、図示した二本の受けローラ２３，２４を要部とするものであり、これらのローラ２３，２４を図示しないローラ駆動装置で軸支して回転駆動するようになっている。
【０００４】
受けローラ２３，２４は、加熱対象の金属筒体１０を乗載できるよう、何れも水平な状態で且つ適宜な距離を保って平行に設置され、軸方向を揃えて金属筒体１０が乗載されると、その金属筒体１０を水平に且つ回転伝動可能に支持する。そして、受けローラ２３，２４の何れか一方または双方が回転駆動されると、外周面同士の接触転動にて金属筒体１０を所望速度で軸回転させるようになっている。
【０００５】
このような金属筒体加熱装置２０に金属筒体１０を乗載して軸回転させながら誘導子２２に高周波通電を行うと、金属筒体１０の外周面に（図９（ｂ）参照）ほぼ鞍形の一次誘導電流１１が誘起され、その電路部分が加熱されるが、金属筒体１０が高速で軸回転しているので、金属筒体１０は全周がほぼ一様に加熱される。自溶合金の被覆施工の場合、自溶合金の粉末層の均一化のため遠心力（加速度）が３０ｍ／ｓ２（≒３Ｇ、なおＧは重力加速度）以上になるような速度で金属筒体１０が回転させられ、自溶合金が融着する高温まで金属筒体１０が加熱される。
【０００６】
従来、受けローラ２３，２４には、非磁性ステンレス（オーステナイト系スチール）製のローラが、採用されている。誘導加熱の場合、可能であれば、例えばアルミナのような電気絶縁体からなるローラを採用したいのであるが、絶縁材や非良導体の範疇では、高速での接触転動に長く耐えられる適切な材料が、見つからないからである。また、アルミナ等は、所望寸法の部材の調達や加工が困難で、高価なうえ、製造に長期間を要する。これに対し、ステンレスは、靱性に富んでいて割れや剥離などが発生し難いため過酷な長期の接触転動に耐えるうえ、所望寸法の部材の調達や加工が容易で価格が安く短期補充も可能である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１９３２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、受けローラ２３，２４がステンレス製の場合、ステンレスは電気良導体であるから、高周波通電時には受けローラ２３，２４にも二次誘導電流１２が誘起される（図９（ｃ）参照）。二次誘導電流１２は、金属筒体１０の両端部を経由して、受けローラ２３，２４を流れ、受けローラ２３，２４を加熱して、金属筒体１０の加熱に間接的には役立つが、副次的・二義的なものである。軸回転に伴い受けローラ２３，２４や金属筒体１０が振れたりしてローラ２３，２４と金属筒体１０との接触が破られたときなど、二次誘導電流１２の還流を継続しようとする誘導起電力が強いと、たとえば金属筒体１０の両端における四カ所の転動面端部１３，１４，１５，１６に、放電によるスパークが発生する。
【０００９】
スパークが発生すると、受けローラ２３，２４及び金属筒体１０の外周面にスパーク痕が形成される。そして、一度スパーク痕が発生すると、そこの接触不良は恒常的なものとなり、更にスパークが大量に発生するようになる。そうすると、金属筒体１０の品質は損なわれ、受けローラ２３，２４の寿命は短くなる。
そのため、従来の受けローラ２３，２４では、ステンレスの持つ靱性等の長期耐性という利点が十分には活用されず、安価で短期補充容易という利点しか活用されない。
【００１０】
そこで、ステンレスの長期耐性も活用すべく、ステンレス製の受けローラ２３，２４に電気絶縁性を付与するために、その外周面にアルミナ溶射にて絶縁被覆を形成し、この絶縁被覆付き受けローラ３３，３４を装備した金属筒体加熱装置３０を試作した（図１０（ａ）参照）。この場合、金属筒体１０のみを流れる一次誘導電流１１は従来同様であるが（図９（ｂ）参照）、受けローラ３３，３４に誘起される二次誘導電流１２は（図１０（ｂ）参照）、一次誘導電流金属筒体１０と受けローラ３３，３４とが電気絶縁されているので、受けローラ３３，３４それぞれの中で環流し各ローラ内にとどまる。そしてスパークは防止される。
【００１１】
しかしながら、加熱環境で高速転動するため絶縁被覆には割れや剥離が発生しやすく、そして、それが成長すると、やがて電気絶縁が破れて放電が起こり、スパークが発生すると割れ等が広がり、絶縁被覆の損耗が加速する。そうすると、絶縁被覆の無いときと同様、転動面端部１３，１４，１５，１６等にスパークが頻発して（図１０（ｃ）参照）、受けローラ３３，３４の寿命が尽きる。このため、絶縁被覆施工のコストアップを上回るほどの寿命延長は叶わない。
【００１２】
そこで、ステンレス等の金属材料に具わっているローラ向け利点を総て活用するために、すなわち安価で短期補充容易という利点に加えて長期耐性という利点も十分に活用するために、金属材料からなる受けローラに電気絶縁性を付与するに際して、その具体的構造や絶縁手段の付加の仕方などに、更なる工夫を凝らすことが、技術的な課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項１）は、このような課題を解決するために創案されたものであり、加熱対象の金属筒体を回転させながら支持する二列構成の受けローラと、この受けローラを回転駆動するローラ駆動装置と、前記金属筒体を全長同時に誘導加熱する誘導加熱装置とを備えた金属筒体の加熱装置において、前記受けローラは、金属製の芯部材に金属製のスリーブが嵌装された構造を有し、そのスリーブは複数体の短尺スリーブに分割されていて、前記芯部材と電気絶縁された状態で且つ短尺スリーブ相互間に隙間を設けた配置形態にて嵌装されている、というものである。
【００１４】
また、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項２）は、上記の当初請求項１記載の金属筒体の加熱装置であって更に、前記複数体の短尺スリーブを前記芯部材と電気絶縁する手段は、前記芯部材の外周面または前記短尺スリーブの内周面に施された電気絶縁性の被覆であって、前記短尺スリーブはこの被覆を介して前記芯部材に緊着嵌装されている、というものである。
【００１５】
さらに、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項３）は、上記の当初請求項１記載の金属筒体の加熱装置であって更に、前記短尺スリーブの内周面にその短尺スリーブの全長に亘るキー溝が設けられており、また、前記芯部材の外周面にはキー部材が植設されていて、前記短尺スリーブは前記キー溝に前記キー部材を突出させることで前記芯部材に対して周方向固定されており、更に、前記短尺スリーブの前記キー溝にキー係合させて短尺スリーブ相互間に配置した電気絶縁性のスペーサによって、短尺スリーブ相互間の前記隙間が維持されている、というものである。
【００１６】
また、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項４）は、上記の当初請求項３記載の金属筒体の加熱装置であって更に、前記芯部材の端部に前記短尺スリーブの脱落を防止するためのストッパーが配設されている、というものである。
また、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項５）は、上記の当初請求項１記載の金属筒体の加熱装置であって更に、前記スリーブがステンレス等の非磁性金属からなる、というものである。
【００１７】
また、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項６）は、上記の当初請求項１〜当初請求項５記載の金属筒体の加熱装置であって更に、前記ローラ駆動装置が対地絶縁されている、というものである。
また、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項７）は、上記の当初請求項６記載の金属筒体の加熱装置であって更に、前記ローラ駆動装置に、前記芯部材の端部を軸支する両端軸受部と、前記芯部材の中間部を軸支する中間軸受部とが、具わっている、というものである。
【発明の効果】
【００１８】
このような本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項１）にあっては、金属筒体が、受けローラとローラ駆動装置とを具えた筒体支持回転装置によって、水平に支持され、更に軸回転させられる。また、誘導加熱装置によって、全長に亘って加熱される。これにより、金属筒体を一発加熱しながら金属筒体に遠心力を作用させることができ、例えば金属筒体の内周面に自溶合金被覆を適切に施すことができる。
【００１９】
しかも、受けローラを半径方向にも軸方向にも分割して分割体同士を相互に絶縁したことにより、すなわち受けローラをローラ駆動装置側の芯部材と金属筒体側のスリーブとに半径方向分割するとともに、そのスリーブを更に軸方向で幾つかの短尺スリーブに分割したうえで、各短尺スリーブの相互絶縁を行ったことにより、受けローラに誘起される二次誘導電流が短尺スリーブ単位で寸断されることとなる。そして、回転に伴って金属筒体と受けローラとの接触が破られたときなどに働く誘導起電力も分割されて個々には弱められることから、放電が発生し難くなるうえ発生しても消滅しやすいので、不所望なスパークの発生頻度は激減する。
【００２０】
そのため、スリーブを金属材料製にしても放電による不都合が無く、絶縁手段を具現する絶縁部材を接触転動部位に配置する必要も無くなる。そして、安価・短期補充容易・長期耐性の利点を兼ね備えた部材を選出しやすい金属材料で短尺スリーブを作れば、受けローラの寿命が全うされる。
したがって、この発明によれば、安価で長期使用にも適う金属筒体の加熱装置を実現することができる。
【００２１】
また、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項２）にあっては、芯部材の外周面または短尺スリーブの内周面に絶縁被覆を形成して短尺スリーブを芯部材から電気絶縁するとともに上記被覆を介して短尺スリーブを芯部材に緊着嵌装したことにより、短尺スリーブの芯部材に対する同軸配置が容易かつ確実に実現されて、嵌装後の短尺スリーブ外周面に、高速回転に必要な、高度の同心度，真円度，同軸度が確保されて、本来のローラ機能が容易に確保される。しかも、この場合、芯部材の絶縁被覆はスリーブを外嵌されて金属筒体と接触転動しないので、絶縁被覆も長期に亘って維持される。上記緊着嵌装は、スリーブを焼嵌めにて芯部材に外嵌することで、容易に而も芯部材の絶縁被覆を傷めることなく、短尺スリーブを嵌装することができる。しかも、スリーブが短尺スリーブに分割されているので、スリーブの焼嵌めが一層容易であり、修理交換時の材工費も低く抑えることができる。
【００２２】
さらに、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項３）にあっては、短尺スリーブ端部間に絶縁用スペーサを介挿させるようにもしたことにより、例えば異常昇温等により短尺スリーブが緩んで芯部材の軸方向に移動しうる状態になったときでも、短尺スリーブ相互の電気絶縁が確実に維持される。また、芯部材の外周面に植設したキー部材がスリーブの内周面のキー溝に嵌挿するようにもしたことにより、例えば異常昇温等によりスリーブが緩んで芯部材との周方向摩擦力が弱まったり失われたりしたときでも、芯部材の空回りが確実に防止される。しかも、キー溝がスリーブの両端に及んでいるので、キー部材がスリーブの焼嵌めを阻害することもない。
【００２３】
さらに、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項４）には、芯部材の両端部に短尺スリーブの脱落を防止するためのストッパーが配設されているので、上記異常昇温が万一受けローラの端部に及ぶことがあっても、上記脱落が、その初動である短尺スリーブの芯部材端部からのはみ出しさえも抑止されることで、脱落やそれに伴うトラブル等の極めて好ましくない事態から無縁の装置となっている。
【００２４】
また、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項５）にあっては、短尺スリーブを非磁性（非強磁性）金属製としたので、誘導加熱時に短尺スリーブに誘起される誘導電流の浸透深さ（誘導電流ひいてはそれに由来する入熱の磁束入力面近傍への集中度の指標／浸透深さが小さいほど集中度大）が強磁性金属における浸透深さの数十〜数百倍となることで、短尺スリーブの厚さ範囲内の入熱量（即ち短尺スリーブにおける入熱密度）を小さくできて、短尺スリーブの昇温が抑えられる。短尺スリーブを炭素鋼のような強磁性金属製としたときにも、磁気変態温度を超える温度では非磁性となるから、上記入熱の抑制は、金属筒体の加熱工程の途中段階までのことであるが、この磁気変態温度までの昇温差が加熱工程内での到達温度の抑制に大きく寄与する。その結果、たとえば、短尺スリーブの肉厚を、強磁性金属製とした場合のように上記到達温度を許容限度内に納めるために厚肉化するといった考慮なしに自由に選定できるなど、製作・保守コストの低減にも有用な対策となる。
【００２５】
また、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項６）にあっては、ローラ駆動装置の対地絶縁まで行ったことにより、芯部材に誘起された誘導電流（言わば三次誘導電流）に起因する放電までも抑制される。
【００２６】
また、本発明の金属筒体の加熱装置（当初請求項７）にあっては、芯部材の両端を対地絶縁しながら軸支するだけでなく、芯部材の中間部も対地絶縁しながら軸支するようにしたことにより、受けローラの回転時振れが小さく抑制され、例えば受けローラが長いときや受けローラを高速回転させたときでも、金属筒体とスリーブとの接触転動部位における衝撃が小さくて済むうえ、接触転動部位等での放電も発生や成長し難くなる。
【００２７】
また、中間軸受部に水冷カバーを付設することにより、受けローラや金属筒体の発する輻射熱から中間軸受部が守られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の金属筒体の加熱装置（以下、金属筒体加熱装置という）の一実施形態について、その構成を、図面を引用して説明する。図１（ａ）は、金属筒体加熱装置の全体構造を示す斜視図であり、図２は、受けローラ二本の平面図である。また、図３は、受けローラ各部の外観構造を示し、（ａ）が芯部材の斜視図、（ｂ）が短尺スリーブの斜視図、（ｃ）が絶縁用スペーサの斜視図、（ｄ）が受けローラの展開図である。さらに、図４は、受けローラ各部の内部構造を示し、（ａ）が受けローラの正面図、（ｂ）がＡＡ断面矢視図、（ｃ）がＢＢ断面矢視図、（ｄ）がその部分拡大図、（ｅ）がＣ部拡大正面図、（ｆ）がその断面図、（ｇ）がその部分拡大図である。
【００２９】
なお、それらの図示に際しては、簡明化等のため、誘導子２２の支持機構や，ベース，フレーム，ボルト等の締結具，ヒンジ等の連結具，モータドライバ等の電気回路，コントローラ等の電子回路などは図示を割愛し、発明の説明に必要なものや関連するものを中心に図示した。また、それらの図示に際し従来と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、重複する再度の説明は割愛し、以下、従来との相違点を中心に説明する。
【００３０】
この実施形態の金属筒体加熱装置４０が既述した金属筒体加熱装置２０，３０と相違するのは、受けローラ２３，２４や受けローラ３３，３４が受けローラ５０，６０になった点である。なお、図１（ａ）には、図９や図１０では図示を割愛した一台の高周波電源２１と四基の両端軸受部２５と単機の電動機２６も図示したが、これらは、従来の金属筒体加熱装置２０にも装備されていたものである（特許文献１も参照）。
【００３１】
すなわち、金属筒体加熱装置４０は、二本が水平かつ平行に設置され加熱対象の金属筒体１０が乗載されるとこれを水平に且つ回転伝動可能に支持しうる受けローラ２３，２４と、この受けローラ２３，２４を軸支して回転駆動するローラ駆動装置２５〜２６と、金属筒体１０の全長を誘導加熱する誘導加熱装置２１〜２２とを備えた金属筒体加熱装置２０を基礎として、そのうち受けローラ２３，２４を受けローラ５０，６０で置換することにより、改良したものである。
【００３２】
自溶合金の被覆施工に適した速度で金属筒体１０を軸回転させる筒体支持回転装置が受けローラ５０，６０とローラ駆動装置２５〜２６とで構成されることは既述した通りであるが、四基の両端軸受部２５と一台の電動機２６とからなるローラ駆動装置２５〜２６の具体例が図示されている（図１（ａ）参照）。両端軸受部２５はそれぞれ受けローラ５０，６０の各端部を軸支するよう配設され、そのうち一基の両端軸受部２５を介して電動機２６が受けローラ５０を回転駆動するようになっている。高周波電源２１は、鞍形の誘導コイルからなる誘導子２２に適切な通電スケジュールで適宜な高周波を通電するようになっている。
【００３３】
受けローラ５０，６０は（図２参照）、同じ構造・形状のものであり、金属筒体１０の直径より狭い軸間距離で平行配置されるが、その際に短尺スリーブ５２間の隙間が受けローラ相互間で互い違いとなるように軸方向の向きを反転した状態で設置されるので、一方に符号「５０」を付し、他方に「６０」を付して、区別可能に図示した。また、受けローラ５０の各部材には「５０台」の符号を付し、受けローラ６０の対応部材には「１０」だけ多い「６０台」の符号を付して示した。以下、受けローラ５０の構造を詳述するが、受けローラ６０の構造も同じである。この受けローラ５０は（図２，図３参照）、両端軸受部２５で軸回転可能に支持される一本の芯部材５１と、軸方向に列ねて芯部材５１に嵌装される十二個の短尺スリーブ５２と、短尺スリーブ５２を相互に導通を生じない形で相互間位置規制する二十二個のスペーサ５４と、八個のストッパー５５とからなる。
【００３４】
芯部材５１は（図３（ａ）参照）、良導体ではあるが靱性等に優れ而も安価なステンレスの棒材を軸回転体に加工したものである。両端は両端軸受部２５に適合した細径にされるが、それ以外は同一径の円柱状に仕上げられ、その外周面にはキー部材５１ａが植設される。二十四個のキー部材５１ａは、軸線の両側に分けられ、何れも軸線と平行に列設される。また、芯部材５１の外周面には短尺スリーブ５２との電気絶縁のためアルミナ溶射等にて絶縁被覆が形成される。キー部材５１ａもステンレス製なので一緒に又は別個に絶縁被覆される。さらに、芯部材５１の両端部にはストッパー５５を取付けるためのネジ穴が形成され、重量を軽くする必要があれば芯部に中空５１ｂが形成される（図４（ｂ）参照）。
【００３５】
短尺スリーブ５２は（図３（ｂ）参照）、ステンレス製の円筒体を芯部材５１より短く切断して、その内周面にキー溝５２ａを彫り込み形成したものである。キー溝５２ａは、二本形成され、何れも短尺スリーブ５２の両端部を含めた全長に及んでいる。キー溝５２ａの幅と深さは、一定であり、上述したキー部材５１ａの突出部を嵌挿しうるようになっている。短尺スリーブ５２は、焼嵌めのため即ち加熱膨張させて芯部材５１に嵌装するために、ステンレスの無垢材からなり、内径が芯部材５１の外径より少しだけ小さくなっている。
【００３６】
絶縁用スペーサ５４は（図３（ｃ）参照）、端面が凸形のステンレス小片であり、一方の被保持部５４ｂを何れかの短尺スリーブ５２の端面からキー溝５２ａに差込み、その短尺スリーブ５２と隣り合う別の短尺スリーブ５２の端面からキー溝５２ａに他方の被保持部５４ｂを差込むと、短尺スリーブ離隔部５４ａが両短尺スリーブ５２の対向端面の間に突き出て、隣り合う短尺スリーブ５２間の端部間隙５３を一定以上に維持するようになっている。短尺スリーブ離隔部５４ａと被保持部５４ｂは、少なくとも短尺スリーブ５２と接触する可能性のある表面が、電気絶縁のためアルミナ溶射等で絶縁被覆されてこのスペーサに必要な電気絶縁性が具備されている。ストッパー５５も絶縁被覆されている。
【００３７】
これらを組み合わせて（図２参照）受けローラ５０が作り上げられる（図４参照）。具体的には、芯部材５１に短尺スリーブ５２が一つずつ焼嵌めにて嵌装され、その際、キー部材５１ａの突出部がキー溝５２ａに嵌挿させられる。また、一つの短尺スリーブ５２を嵌装後に次の短尺スリーブ５２を嵌装するときには、それらの端部間に二個のスペーサ５４が介装される。スペーサ５４は、被保持部５４ｂが短尺スリーブ５２のキー溝５２ａの中に差し込んで短尺スリーブ５２と芯部材５１との間に納められ、短尺スリーブ離隔部５４ａがキー溝５２ａから外に出た状態で両側の短尺スリーブ５２の端部間に介挿される。
【００３８】
この実施形態の金属筒体加熱装置４０について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図１（ｂ）は、金属筒体加熱装置４０の使用状態を示す斜視図、 図１（ｃ）は、受けローラ６０に誘起される二次誘導電流１２の流れ方を示す斜視図である。
【００３９】
金属筒体加熱装置４０の使い方は基本的に従来通りである。すなわち（図１（ｂ）参照）、金属筒体１０の内周面に自溶合金の融着被覆を施す等のために金属筒体加熱装置４０を用いて金属筒体１０を加熱する場合、先ず受けローラ５０，６０上に金属筒体１０を乗載し、次に自溶合金粉末の装入などアプリケーション対応の前作業も行い、さらに誘導子２２を金属筒体１０に近づけ又は誘導子２２が金属筒体１０に対して誘導加熱可能な位置にあることを確認し、それから電動機２６と高周波電源２１を作動させる。
【００４０】
そうすると、受けローラ５０が軸回転し、これに随伴して金属筒体１０及び受けローラ６０も軸回転する。その回転速度は、図示しないコントローラ等の制御によって、金属筒体１０の内周面に所望の遠心力を生じる速度に保たれる。自溶合金の被覆施工に適した遠心力（加速度）としては、３０ｍ／ｓ２（≒３Ｇ、なおＧは重力加速度）以上が望ましく、特許文献１には３０〜１００ｍ／ｓ２（３〜１０Ｇ）や，５０〜１００ｍ／ｓ２（５〜１０Ｇ）の範囲が例示されているが、最近では、２００〜５００ｍ／ｓ２（２０Ｇ〜５０Ｇ）の範囲も多用されている。
【００４１】
また、誘導子２２に高周波通電が行われて、金属筒体１０の外周面に（図９（ｂ）参照）ほぼ鞍形の一次誘導電流１１が誘起され、その電路部分が加熱される。金属筒体１０が高速で軸回転しているので、金属筒体１０は全周がほぼ一様に加熱される。自溶合金の被覆施工の場合、自溶合金が融着する高温まで金属筒体１０が加熱される。その温度は、特許文献１に記載のように１０００℃程度か又はそれ以上であり、それに要する高周波通電条件としては、周波数は０．３ｋＨｚ〜５ｋＨｚ程度の低周波帯でパワーは２００ｋＷ〜１２００ｋＷ程度の特大電力とする通電条件が多用されるが、それ以外も使用される。
【００４２】
さらに、受けローラ５０，６０の大部分がステンレス製なので、高周波通電時には、やはり受けローラ５０，６０にも二次誘導電流１２が誘起される。
もっとも、受けローラ５０，６０の構造が従来の受けローラ２３，２４と違っているので、受けローラ５０，６０における二次誘導電流１２の流れ方が従来と異なるものとなっている。
【００４３】
すなわち（図１（ｃ）参照）、受けローラ６０では、二次誘導電流１２誘起部位である外周面部分が、十二個の短尺スリーブ６２に分割されており、それらが電気的に相互絶縁されていることから、二次誘導電流１２も短尺スリーブ６２に対応して分割され、各々の二次誘導電流１２は該当短尺スリーブ６２内の小さな閉ループを流れるので、二次誘導電流１２の源の誘導起電力も同じく分割されて分散する。受けローラ５０についても同様である。
【００４４】
そのため、軸回転に伴い受けローラ５０，６０や金属筒体１０が振れたりして受けローラ５０，６０と金属筒体１０との接触が破られたときなどに、誘導電流の還流を継続しようとする誘導起電力が働いても、各短尺スリーブ６２に分散した誘導起電力は、そうでないときより桁違いに弱いので、スパークの発生は激減する。
こうして、この金属筒体加熱装置４０にあっては、受けローラ５０，６０がスパークにほとんど曝されないことから、ステンレスの持つ靱性等の長期耐性という利点を十分に享有するので、長期間に亘って不都合なく使用することができる。
【００４５】
また、長期使用の後、短尺スリーブ５２，６２が傷んだときには、その短尺スリーブだけ新品と交換することにより、他の部材は継続使用することができる。短尺スリーブの交換は、受けローラ５０，６０の組立時と同様に焼嵌めで行うことで、容易にできる。
さらに、絶縁手段として設けられた端部間隙５３，６３確保用のスペーサ５４や，芯部材５１の絶縁被覆，スペーサ５４の絶縁被覆，ストッパー５５の絶縁被覆は、受けローラ３３，３４の絶縁被覆とは異なり、過酷な接触転動に曝されることがないので、これも長期使用に耐える。
【００４６】
また、金属筒体１０の加熱に伴い金属筒体１０だけでなく受けローラ５０も加熱され、その加熱が芯部材５１よりも短尺スリーブ５２に強く作用するため、短尺スリーブ５２が熱膨張して芯部材５１に対する締付け力が弱まる傾向を生じる。そして、それが行き過ぎて、不所望に緩んでしまうと、短尺スリーブ５２が芯部材５１の周方向にも軸方向にも移動しかねない状態となる。しかし、そのような万一の事態にも、受けローラ５０にあっては、キー部材５１ａとキー溝５２ａとの協動によって、芯部材５１の空回りが防止され、スペーサ５４の介在によって、隣り合う短尺スリーブ５２同士の接触短絡が防止され、ストッパー５５によって短尺スリーブ５２の抜け落ちが防止される。
【００４７】
本発明の金属筒体加熱装置の他の実施形態について、その構成を、図面を引用して説明する。図５は、金属筒体の加熱装置の全体構造を示す斜視図であり、図６は、受けローラ二本（又は四本を二列に配した構成）の平面図であり、図７は、中間軸受部の正面図と側面図である。なお、図７の正面図ではカバーを縦に切断して手前の部分を取り去った状態を示している。
【００４８】
この実施形態の金属筒体加熱装置７０が上述した金属筒体加熱装置４０と相違するのは、ローラ駆動装置２５〜２６に中間軸受部７２追加された点と、そのローラ駆動装置が対地絶縁されている点である。
対地絶縁は（図５参照）、両端軸受部２５と電動機２６と中間軸受部７２の各底面に絶縁板７１を敷くことで行われ、これによって、受けローラの芯部材に誘起された誘導電流がローラ駆動装置を介して設置先床面等に流れるのが阻止されるので、それに起因する放電までも抑制される。
【００４９】
芯部材の中間部を軸支する中間軸受部７２の導入により、受けローラは一本で両側の両端軸受部２５間に及ぶ長いものでも良く、両端軸受部２５と中間軸受部７２と間の短いものを二本連結させても良くなっているが、新たな受けローラ８０，９０も、受けローラ５０，６０同様、外周面に絶縁被覆を施したステンレス製の芯部材８１，９１に、ステンレス製の短尺スリーブ８２，９２を焼嵌めしたものである。この受けローラ８０，９０では、短尺スリーブ９２を軸方向に列ねるに際して、総てを密に列ねるのでなく、部分的に省いている。中間軸受部７２には、輻射熱を遮蔽するために、水冷のカバーが付設されている。
【００５０】
この場合、受けローラ８０，９０の軸支が両端の両端軸受部２５だけでなく中間の中間軸受部７２によってもなされていることから、受けローラ８０，９０を高速回転させたときでも、受けローラ８０，９０の振れが小さく抑えられるので、金属筒体１０と短尺スリーブ８２，９２との接触転動部位における衝撃が小さくて済む。また、短尺スリーブ８２，９２が軸方向に分割および相互絶縁されているうえ、芯部材８１，９１を軸支するローラ駆動装置２５〜２６，７２が対地絶縁されているので、接触転動部位等での放電もその悪影響もほとんどないので、受けローラ８０，９０は、より長期の使用に耐える。
【００５１】
さらに、中間軸受部７２は、カバーの露呈部７４が受けローラ８０，９０や金属筒体１０の発する輻射熱を遮蔽することによって、加熱が緩和されるのに加えて、カバーの通水部７３への通水によって積極的に冷却までされるので、過酷な環境下でも軸受部の過剰な温度上昇は回避され、やはり長期使用に耐えることができる。
【００５２】
こうして、この金属筒体加熱装置７０にあっては、受けローラ８０，９０がスパークにほとんど曝されないうえ、接触転動に伴う衝撃もあまり受けないことから、極めて長期間に亘って不都合なく使用することができる。
また、金属筒体加熱装置７０にあっても、短尺スリーブ単位での交換に基づく利点や、絶縁被覆等の接触転動回避による寿命延長、短尺スリーブの異常弛緩に対するキー部材等での空回り防止および絶縁用スペーサ等で短絡防止等は、有効である。
【実施例１】
【００５３】
上述の金属筒体加熱装置４０及び金属筒体加熱装置７０を試作して、短尺スリーブの絶縁状態と、受けローラの無負荷時および有負荷時の振れと、スパーク痕の発現までの使用回数とを調べた。金属筒体加熱装置７０については中間軸受部７２の温度も測定した。
【００５４】
金属筒体加熱装置４０の受けローラ５０，６０の芯部材５１，６１は、材質がＪＩＳ／ＳＣＭ４４０で外径が１２０ｍｍで長さが１９２０ｍｍであり、その絶縁被覆は材質がアルミナで厚さが０．３ｍｍであり溶射法で形成したものである。
短尺スリーブ５２，６２は、材質がＪＩＳ／ＳＵＳ３０４で外径が１５０ｍｍで内径が１２０ｍｍで長さが１５５ｍｍである。なお、一方の端に配置されるのは長さが半分しかない。
【００５５】
金属筒体加熱装置７０の受けローラ８０，９０の芯部材８１，９１は、中間軸受部７２のところで分割されており、一方の長さが１２５４ｍｍで他方の長さが９５０ｍｍであり、何れも材質がＪＩＳ／ＳＣＭ４４０で外径が１５０ｍｍである。その絶縁被覆は材質がアルミナで厚さが０．３ｍｍであり溶射法で形成したものである。
短尺スリーブ８２，９２は、材質がＪＩＳ／ＳＵＳ３０４で外径が１８０ｍｍで内径が１２０ｍｍで長さが１５５ｍｍである。
【００５６】
金属筒体加熱装置４０の短尺スリーブ５２，６２について隣同士の絶縁抵抗は、市販の一般的なメガーで測定したところ、最低が１ＭΩで、５ＭΩ、１２ＭΩ、２０ＭΩ、２７ＭΩ、３０ＭΩもあったが、他は無限大であった。
また、金属筒体加熱装置７０の短尺スリーブ８２，９２について隣同士の絶縁抵抗は、同じメガーで測定したところ、総て無限大であった。
【００５７】
そして、無負荷で運転して振れを測定したところ、金属筒体加熱装置４０の受けローラ５０，６０では０．０２ｍｍ以下、金属筒体加熱装置７０の受けローラ８０，９０では０．０２〜０．０５ｍｍであった。
これに対し、テスト用の金属筒体１０を乗載して有負荷運転を行ったところ、金属筒体加熱装置４０の受けローラ５０，６０の振れは０．２５ｍｍ程度に増えたが、金属筒体加熱装置７０の受けローラ８０，９０の振れは０．０５〜０．０７ｍｍにとどまった。
【００５８】
さらに、誘導子２２に高周波通電して誘導加熱も行い、金属筒体１０の温度と、中間軸受部７２のカバー露呈部７４の温度と、中間軸受部７２の軸受そのものの温度とを測定したところ、次のようになった。すなわち、筒体温度が６００℃のときカバー温度が２４℃で軸受温度が４２℃であり、筒体温度が７００℃のときカバー温度が２５℃で軸受温度が４２℃であり、筒体温度が８５０℃のときカバー温度が３０℃で軸受温度が４４℃であり、筒体温度が９５０℃のときカバー温度が３５℃で軸受温度が７５℃であり、筒体温度が１０５０℃のときカバー温度が３８℃で軸受温度が６８℃であった。
【００５９】
そして、金属筒体１０を１５回転／秒で回転させながら１０５０℃まで加熱昇温させて、その状態を１０秒間維持してから、金属筒体１０を常温まで下げる、という処理を繰り返した。
従来の金属筒体加熱装置２０であれば、大抵、そのような処理を１０回ほど繰り返すと受けローラ２３，２４に視認可能なスパーク痕が現出するのであるが、金属筒体加熱装置４０も金属筒体加熱装置７０も、上記処理を１００回以上繰り返しても受けローラ５０，６０，８０，９０にスパーク痕が現出せず、上記処理が継続されている。
【００６０】
［その他］
なお、上記の実施形態では、誘導子２２として鞍形の誘導コイルを挙げたが、これは例示であり、誘導子は、金属筒体の全長を一発加熱できるものであれば他の形状のものでも良く、例えば特許文献１記載の面焼形コイルやマルチターンコイルでも良い。
また、本発明の金属筒体加熱装置は、金属筒体内周面への自溶合金被覆施工に限られる訳でなく、例えばローラの熱処理などにも使用できる。
【００６１】
さらに、上記の実施形態では、特許文献１に記載されたような押えローラを設けていなかったが、押えローラの付設は、他の部材と干渉しなければ、任意である。
また、上記の実施形態では、電動機での回転駆動を一本の受けローラに対してだけ行うようにしたが、回転同期を適切に採れば、複数本の受けローラを駆動するようにしても良い。
【００６２】
また、図８は、受けローラ５１の一端部を中心とした詳細な側面図であり、短尺スリーブの上半分など一部分を断面で示しているが、ここに図示したストッパー５５は、アングル部材状に曲がっていて、一端部が受けローラ５１の端面にボルト５５ａで固定され、他端が受けローラ５１の外周面上で短尺スリーブの端面に当接するようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態について、（ａ）が金属筒体加熱装置の全体構造を示す斜視図、（ｂ）が使用状態を示す斜視図、（ｃ）が受けローラに誘起される二次誘導電流を示す斜視図である。
【図２】受けローラ二本の平面図である。
【図３】受けローラ各部の外観構造を示し、（ａ）が芯部材の斜視図、（ｂ）が短尺スリーブの斜視図、（ｃ）が絶縁用スペーサの斜視図、（ｄ）が受けローラの展開図である。
【図４】受けローラ各部の内部構造を示し、（ａ）が受けローラの正面図、（ｂ）がＡＡ断面矢視図、（ｃ）がＢＢ断面矢視図、（ｄ）がその部分拡大図、（ｅ）がＣ部拡大正面図、（ｆ）がその断面図、（ｇ）がその部分拡大図である。
【図５】本発明の他の実施形態について、金属筒体加熱装置の全体構造を示す斜視図である。
【図６】受けローラ二本の平面図である。
【図７】中間軸受部の正面図と側面図である。
【図８】受けローラ端部の一部断面側面図である。
【図９】従来の金属筒体加熱装置について、（ａ）が構造および使用状態を示す斜視図、（ｂ）が金属筒体に誘起される一次誘導電流を示す斜視図、（ｃ）が受けローラに誘起される二次誘導電流を示す斜視図である。
【図１０】受けローラに絶縁被覆を施してみた金属筒体加熱装置について、（ａ）が構造および使用状態を示す斜視図、（ｂ）及び（ｃ）が何れも受けローラに誘起される二次誘導電流を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  金属筒体（ワーク）
１１        一次誘導電流（金属筒体に誘起）
１２        二次誘導電流（受けローラに誘起）
１３，１４，１５，１６  転動面端部（放電頻発部位）
２０  金属筒体加熱装置（金属筒体の加熱装置）
２１        高周波電源（誘導加熱装置）
２２        誘導子（コイル、誘導加熱装置）
２３，２４  受けローラ（筒体支持回転装置の要部）
２５        両端軸受部（軸支部、ローラ駆動装置）
２６        電動機（回転駆動源、ローラ駆動装置）
３０  金属筒体加熱装置（金属筒体の加熱装置）
３３，３４  受けローラ（筒体支持回転装置の要部）
４０  金属筒体加熱装置（金属筒体の加熱装置）
５０，６０  受けローラ（筒体支持回転装置の要部）
５１，６１  芯部材（金属製軸体、外周面に絶縁被覆）
５１ａ          キー部材
５１ｂ          中空
５２，６２  短尺スリーブ（焼嵌め可能なステンレス筒状体）
５２ａ          キー溝
５３，６３  端部間隙（電気絶縁手段）
５４        スペーサ（電気絶縁手段）
５４ａ          短尺スリーブ離隔部
５４ｂ          被保持部
５５        ストッパー（電気絶縁手段、脱落防止手段）
７０  金属筒体加熱装置（金属筒体の加熱装置）
７１        絶縁板（対地絶縁手段）
７２        中間軸受部（軸支部、ローラ駆動装置）
７３            通水部（輻射熱遮蔽用の水冷カバー）
７４            露呈部（輻射熱遮蔽用の水冷カバー）
８０，９０  受けローラ（筒体支持回転装置の要部）
８１，９１  芯部材（金属製軸体、外周面に絶縁被覆）
８２，９２  短尺スリーブ（焼嵌め可能なステンレス筒状体）
【図１】
2005222745.tif 000003
【図２】
2005222745.tif 000004
【図３】
2005222745.tif 000005
【図４】
2005222745.tif 000006
【図５】
2005222745.tif 000007
【図６】
2005222745.tif 000008
【図７】
2005222745.tif 000009
【図８】
2005222745.tif 000010
【図９】
2005222745.tif 000011
【図１０】
2005222745.tif 000012